Avvelenamento da vapori di glicole etilenico

Sebbene l'1,2-diossietano (etandiolo-1,2) sia classificato come terza classe di tossicità su quattro in termini di impatto negativo sull'organismo, l'avvelenamento da glicole etilenico provoca conseguenze molto gravi e può portare alla morte.

Questo liquido leggermente oleoso, dal sapore dolce, trasparente, incolore e inodore è un alcol diidrico. In tutto il mondo, circa due terzi del glicole etilenico vengono utilizzati come intermedio chimico e negli antigelo per autoveicoli, nei liquidi per freni e negli additivi anticorrosione.

Per saperne di più sulla produzione di glicole etilenico, sulle sue proprietà e applicazioni, leggi la pubblicazione – Glicole etilenico.

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Epidemiologia

Secondo le statistiche dell'Agenzia per le sostanze tossiche e il registro delle malattie (USA), dal 2006 al 2013 compreso, sono stati registrati 45.097 casi di avvelenamento da glicole etilenico tra gli americani, di cui 154 con esito fatale.

Ogni anno negli Stati Uniti si registrano oltre 5.500 casi di avvelenamento da questa sostanza. Nell'84% dei casi, l'avvelenamento avviene accidentalmente e due terzi delle vittime sono uomini. Il tasso di mortalità per intossicazione varia dall'1 al 22%, a seconda della quantità di glicole etilenico penetrata nell'organismo e della tempestività delle cure mediche.

Nel Regno Unito si verificano ogni anno fino a 400 casi di avvelenamento da glicole etilenico, ma il 18% dei casi riguarda bambini sotto i cinque anni e il 65% dei casi tra gli adulti è di natura suicida.

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Le cause avvelenamento da glicole etilenico

La dose minima letale di glicole etilenico per gli adulti è considerata pari a 1,4-1,6 ml per chilogrammo di peso corporeo, ovvero con un peso di 80 kg è pari a 200-220 ml (secondo altri dati, 90-100 ml). Le cause di avvelenamento sono il consumo accidentale o intenzionale di una certa quantità di glicole etilenico; ad esempio, gli alcolisti che sostituiscono la vodka con antigelo o liquido freni possono avere ripetuti avvelenamenti da glicole etilenico.

La patogenesi degli effetti tossici dell'etandiolo-1,2 risiede nei prodotti del suo metabolismo, che interferiscono con il funzionamento dei reni, del sistema cardiovascolare e nervoso.

Il glicole etilenico viene rapidamente assorbito attraverso il tratto gastrointestinale e il suo vapore o aerosol viene assorbito attraverso le vie respiratorie. Dopo l'assorbimento, il glicole etilenico si distribuisce nei fluidi corporei.

Nel fegato e nei reni subisce un metabolismo enzimatico. Inizialmente, con l'aiuto dell'aldeide ossidasi e dell'aldeide deidrogenasi, viene scomposto in glicaldeide, che viene rapidamente convertita in acido glicosilico (glicolato) e acido dialdeide etandioico (gliossale).

Un'ulteriore trasformazione dell'acido glicosilico porta alla formazione di gliossilato, che a sua volta si scompone in: formiato (sale dell'acido metanoico), sale dell'acido etandioico o ossalico (ossalato), glicina (acido amminoacetico) e anidride carbonica gassosa.

A causa dell'accumulo di metaboliti acidi, l'equilibrio acido-base dell'organismo viene alterato (comprese le alterazioni del pH del sangue arterioso), provocando uno stato di acidosi metabolica, che influisce negativamente sul funzionamento del sistema nervoso, dei polmoni e del cuore.

L'eliminazione del glicole etilenico avviene tramite l'anidride carbonica espirata e l'escrezione urinaria di etilene, glicole e acido glicolico. Si ritiene che l'emivita nell'uomo sia compresa tra 2,5 e 8,4 ore.

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Fattori di rischio

I fattori di rischio per l'avvelenamento da glicole etilenico, così come la sua causa, sono l'ingestione. Questo vale anche per i casi di avvelenamento da liquido freni, che contiene 1,2-diossietano.

Quando questa sostanza viene versata in un impianto industriale o da un contenitore situato in un'area residenziale, non si verifica avvelenamento. Tuttavia, le persone che lavorano in settori che utilizzano glicole etilenico possono avere un contatto prolungato con materie prime o prodotti che lo contengono, il che può causare avvelenamento da glicole etilenico anche a piccole dosi. In particolare, gli addetti ai servizi aeroportuali addetti al trattamento di piste e aeromobili contro la formazione di ghiaccio durante l'inverno (spruzzando liquidi appropriati) possono essere esposti a bassi livelli di glicole etilenico nelle vie respiratorie. Pertanto, il glicole etilenico ha iniziato a essere sostituito dal glicole propilenico.

Gli esperti sottolineano che i fattori che influenzano il rischio di avvelenamento da esposizione al glicole etilenico includono la dose, la durata e la natura del contatto. Allo stesso tempo, si ritiene che le concentrazioni di base di glicole etilenico nell'aria, nel suolo, nelle acque superficiali e sotterranee non siano causa di avvelenamento.

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Sintomi avvelenamento da glicole etilenico

Dopo l'ingestione di glicole etilenico, i primi segni di depressione del sistema nervoso centrale si manifestano come intossicazione alcolica, con vertigini, agitazione o aumento della sonnolenza. Ma questo breve periodo di latenza viene rapidamente sostituito dalla prima fase (stadio o gradino) degli effetti tossici, che può durare fino a 12 ore e si manifesta con disturbi gastrointestinali (con nausea, vomito e dolore addominale), oltre a tachicardia, confusione, convulsioni, mal di testa, nistagmo e riduzione della minzione.

Nella seconda fase (12-36 ore dopo l'ingestione) si sviluppano acidosi metabolica e sintomi cardiaci e polmonari associati all'avvelenamento da glicole etilenico: respiro superficiale e rapido (tachipnea) con tachicardia, aumento della ventilazione polmonare (iperpnea), cianosi, edema polmonare e/o arresto cardiaco.

Spesso nella seconda fase dell'avvelenamento i sintomi cardiopolmonari non sono così evidenti, per cui bisogna prestare attenzione all'acidosi, all'insufficienza renale acuta e alla soppressione delle funzioni del sistema nervoso centrale, che possono manifestarsi come sintomi neurologici, tra cui perdita dell'udito e paralisi facciale.

Nella terza fase dell'intossicazione, che dura in media 24-72 ore, si manifesta la nefrotossicità dei metaboliti dell'etilenglicole: danno renale (con necrosi del parenchima e deposito di cristalli di ossalato), che provoca dolore nella regione lombare e diuresi alterata (anuria o oliguria).

L'esposizione per inalazione al glicole etilenico a una concentrazione media nell'aria pari a 140-200 mg/m3 per cinque minuti provoca un avvelenamento da vapori di glicole etilenico, ovvero una grave irritazione delle vie respiratorie superiori, tra cui una sensazione di bruciore alla trachea e tosse, e influisce negativamente anche su polmoni, cuore, sistema nervoso centrale e periferico, fegato, sistema emopoietico e linforeticolare.

A concentrazioni più basse è possibile un avvelenamento cronico da glicole etilenico, accompagnato da sensazione di debolezza, vertigini, irritazione delle mucose del naso e degli occhi, aumento della frequenza cardiaca e della pressione sanguigna e immunosoppressione.

Complicazioni e conseguenze

L'intossicazione da glicole etilenico è piuttosto comune e, senza un'individuazione e un trattamento tempestivi, il rischio di morte per questa sostanza rimane elevato. Ciò è dovuto a conseguenze e complicazioni come insufficienza renale acuta, instabilità emodinamica e danni cerebrali che portano al coma.

Una diminuzione dei livelli di calcio nel sangue del coccodrillo ( ipocalcemia ) provoca gravi convulsioni, tetania, battito cardiaco irregolare e blocco cardiaco.

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Diagnostica avvelenamento da glicole etilenico

Poiché molti dei sintomi clinici dell'avvelenamento da glicole etilenico sono presenti anche in altri tipi di intossicazione, la diagnosi è spesso difficile.

Inoltre, i pazienti, in particolare i bambini, ricoverati in una struttura sanitaria entro un'ora dall'assunzione di glicole etilenico potrebbero non mostrare ancora sintomi.

I seguenti test aiutano a diagnosticare l'avvelenamento da glicole etilenico:

• esame del sangue per il contenuto di glicole etilenico;
• analisi del sangue e delle urine per l'intervallo osmolare, cioè per determinare l'osmolarità del siero sanguigno;
• esami biochimici del sangue per determinare il pH, gli elettroliti sierici (calcio, potassio, cloruri), i livelli di glucosio, urea e creatinina;
• analisi delle urine per pH, azoto e contenuto di creatinina; livelli di proteine, β-N-acetilglucosaminidasi e β-2-microglobulina;
• microscopia delle urine per rilevare cristalli di ossalato di calcio.

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Diagnosi differenziale

Sulla base dell'insieme dei risultati di queste analisi viene effettuata anche una diagnosi differenziale, che comprende l'avvelenamento da salicilati, metformina, metanolo, alcol isopropilico, cloroetanolo, dimetilsolfato, nonché chetoacidosi alcolica o diabetica, acidemia lattica o insufficienza renale acuta.

Leggi anche l’articolo – Diagnosi di avvelenamento acuto

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Trattamento avvelenamento da glicole etilenico

In caso di avvelenamento da glicole etilenico, innanzitutto, è necessario intervenire tempestivamente: svuotare lo stomaco e lavarlo con una grande quantità di soluzione di soda (un cucchiaio per litro d'acqua), che è efficace solo subito dopo l'ingestione di etanolo, ovvero entro la prima ora.

Ma non ha senso usare carbone attivo, poiché non assorbe l'1,2-diossietano.

L'ulteriore trattamento dell'avvelenamento da glicole etilenico è mirato a bloccare la formazione dei suoi metaboliti tossici e lo sviluppo di acidosi, per cui viene somministrato per via endovenosa un antidoto per l'avvelenamento da glicole etilenico: etanolo o 4-metilpirazolo.

Nella maggior parte dei casi si utilizza l'etanolo (alcol etilico): per via endovenosa: 10 ml/kg di etanolo al 10% in destrosio al 5% per 30 minuti; per via orale: alcol etilico diluito al 95% (alla velocità di 1 ml/kg).

A una concentrazione sufficiente di etanolo nel sangue (fino a 100 mg/dl), la trasformazione biochimica del glicole etilenico si arresta quasi completamente. In situazioni di emergenza, i tossicologi raccomandano di assumere internamente una quantità equivalente di qualsiasi bevanda alcolica forte.

L'emodialisi aiuta a ridurre rapidamente il contenuto di metaboliti dell'etandiolo-1,2 nel sangue in caso di avvelenamento acuto.

Ulteriori sforzi dei medici sono diretti:

• correggere l'acidosi e l'iperkaliemia mediante somministrazione per via endovenosa di soluzione di bicarbonato di sodio (150-200 ml/ora) durante le prime ore, monitorando i livelli di potassio nel sangue;
• per far uscire l’organismo da stati di acidosi (con pH del sangue <7,25-7,3) – anche mediante emodialisi o dialisi peritoneale;
• per mantenere una diuresi adeguata (somministrazione di liquidi per via orale o endovenosa);
• per combattere l’ipocalcemia – con infusioni di gluconato di calcio (soluzione al 10% con destrosio o soluzione salina).

A seconda delle conseguenze patologiche dell'intossicazione, si utilizzano farmaci appropriati per supportare le funzioni dei singoli organi e sistemi.

Anche le vitamine sono necessarie: tiamina (B1) 100 mg al giorno e piridossina (B6) 10-25 mg al giorno. L'assunzione di queste vitamine aiuta a scomporre uno dei metaboliti tossici, l'acido glicosilico.

Al di fuori della fase acuta dell'avvelenamento è possibile ricorrere al trattamento fisioterapico, in particolare con l'ausilio dell'ipotermia terapeutica e dell'ossigenazione iperbarica.

Leggi anche: Metodi per stimolare la disintossicazione naturale.

Prevenzione

La prevenzione dell'avvelenamento da liquidi contenenti glicole etilenico consiste nel seguire le regole per la manipolazione di sostanze chimiche pericolose per l'organismo, sia in produzione che in casa.

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Previsione

È importante tenere presente che l'avvelenamento da glicole etilenico è un'intossicazione potenzialmente fatale. E una prognosi favorevole è in gran parte correlata alla diagnosi e al trattamento precoci.

Se si ricorre all'assistenza medica nelle fasi avanzate dell'avvelenamento, la prognosi può essere sfavorevole, soprattutto nei pazienti con grave acidosi. Anche se sopravvivono, esiste un'alta probabilità di sviluppare un danno neurologico cronico, nonché danni renali, che spesso richiedono dialisi permanente o trapianto di rene.

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